Question

【题目】合成氨工艺的一个重要工序是铜洗，其目的是用铜液(醋酸二氨合铜、氨水)吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反应方程式为：Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3CO]Ac (Ac－为CH3COO－的简写)

(1)基态原子中未成对电子数最多的短周期元素X，与上述反应中所有元素均不在同一周期，该基态原子的电子排布式为________。

(2) [Cu(NH3)3CO]Ac组成元素中，第一电离能最大的元素是________。(填元素符号)。

(3)HAc可通过将CH3CHO氧化得到，比较HAc与乙醛的沸点高低，并说明原因：________________。

(4)C、N两种原子可形气体分子 (CN)2，也可形成有剧毒性的CN－。(CN)2性质与卤素单质类似，判断(CN)2中C原子轨道杂化类型为________。与CN－互为等电子体的一种非极性分子的化学式为________。

(5)铜晶胞结构如图，铜晶体中每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为________。

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Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p3 N 乙酸，主要原因是乙酸分子间存在氢键，而乙醛分子间不存在氢键 sp N2 12

【解析】

(1)反应中涉及的元素有H、C、N、O、Cu，X与上述反应中所有元素均不在同一周期，则X在第三周期元素，基态原子中未成对电子数最多的短周期元素X是磷，是15号元素，3p轨道为半充满状态，核外电子排布式1s22s22p63s23p3；

(2)H、C、N、O、Cu元素中，C、N、O位于同周期，同周期从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，但N的2p轨道为半充满，第一电离能比相邻原子大；Cu是位于第四周期的元素，电离能较小；H位于第一周期元素，电离能也较小，故N的第一电离能最大；

(3)乙酸中含有羧基，乙醛中含有醛基，HAc的沸点高于乙醛，主要原因是乙酸分子间存在氢键，而乙醛分子间不存在氢键；

(4)(CN)2性质与卤素单质类似，应该为直线型分子，C原子轨道杂化类型为sp杂化；

与CN－互为等电子体的一种分子为2个原子，最外层电子数为10个，属于非极性分子的化学式为N2；

(5)以上底面中心的铜原子为研究对象，距离最近的铜原子位于上底面的顶点，共有4个铜原子，上下晶胞的侧面的面心位置各有4个铜原子，共有12个铜原子与上底面的铜原子距离最近。